Usuaria:Mirmer548/Deformable mirror
Los Espejos Deformables(ED) son espejos cuya superficie puede ser deformada, para conseguir frente de onda, control y corrección de aberraciones ópticas. Los espejos deformables están utilizados en combinación con frente de onda sensores y sistemas de control de tiempo real en ópticas adaptativas. También se están encontrando un uso nuevo en formación de impulsos femtosegundos.[1]
La forma de un ED puede ser controlado con una velocidad que es apropiado para la compensación de las aberraciones dinámicas presentes en el sistema óptico. En la práctica, la forma ED se debe cambiar mucho más rápido que el proceso que debe corregirse, ya que el proceso de corrección, incluso para una aberración estática, puede demorar varias iteraciones.
Un ED por lo general tiene muchos grados de libertad. Típicamente, estos grados de libertad están asociados con los accionadores mecánicos y que se pueden tomar más o menos que un actuador corresponde a un grado de libertad.
Parámetros de espejo Deformable[editar]
El número de actuadores determina el número de grados de libertad ( inflexiones de frente de onda)que el espejo puede corregir. Es muy común de comparar un arbitrario ED a un dispositivo ideal que perfectamente puede reproducir frente de onda modos en la forma polinomios de Zernike . Para las estadísticas predefinidas de aberraciones un espejo deformable con actuadores #M puede ser equivalente a un ideal Zernike corrector con N (normalmente N < M) grados de libertad. Para corrección de la turbulencia atmosférica, eliminación de bajo-orden Zernike plazos normalmente se traduce en una mejora significativa de la calidad de imagen, mientras la corrección más lejana de los plazos de orden alto introduce menos mejoras significativas. Para fuerte y rápido frentes de onda fluctuaciones de error como choques y despertar la turbulencia típicamente encontrada en los campos de flujo alto-aceleramiento aerodinámico, el número de actuadores, campo de actuador y el golpe determinan los máximos gradientes de frente de onda para que pueda ser compensado .
Campo de actuador es la distancia entre centros de actuador. Espejos Deformables con campo de actuador grande y el número grande de actuadores es abultado y caro.
Golpe de actuador es el cubicaje de actuador posible máximo , típicamente en excursiones positivas o negativas de de alguna posición central nula. Acariciar típicamente gamas de ±1 a ±30 micrometres. Golpe de actuador libre limita la amplitud máxima del frente de onda corregido , mientras el inter-golpe de actuador limita la amplitud máxima y gradientes de aberraciones de orden alto corregibles.
Función de influencia es la forma característica correspondiendo a la respuesta de espejo a la acción de un actuador solo. Diferentes tipos de espejos deformables, tienen funciones de influencia diferente, además las funciones de influencia pueden ser diferentes para actuadores diferentes del mismo espejo. Función de influencia que cubiertas la superficie de espejo entera se apellida una "función" modal, mientras localizada la respuesta se apellida "zonal".
Acoplamiento actuador muestra cuánto el movimiento de un actuador desplazará sus vecinos. Todos los espejos "modal" tienen gran acoplamiento cruzado, que de hecho es bueno, ya que asegura la alta calidad de la corrección de aberraciones ópticas de orden inferior lisas que por lo general tienen el peso estadístico más alto.
Tiempo de respuesta muestra qué deprisa el espejo reaccionará a la señal de control.Puede variar de microsegundos (MEMS y magnetismo espejos) a decenas de segundos para Espejos Deformables (ED) controlados térmicamente.
Histéresis y la fluencia son los efectos no lineales de accionamiento que disminuyen la precisión de la respuesta del espejo deformable. Para conceptos diferentes, el histéresis puede variar de cero (espejos electrostáticamente accionados) a decenas de porcentaje para espejos con actuadores piezoeléctricos. Histéresis es un error posicional residual de órdenes de posición de actuador anteriores, y limita la capacidad de espejo para trabajar en un modo anticipativo, exterior de un bucle de retroalimentación.
Conceptos de espejo deformable[editar]
Segmented Espejos de concepto están formados por segmentos de espejo planos independientes. Cada segmento puede mover una distancia pequeña atrás y adelante para aproximar el valor mediano del wavefront sobre el área de remiendo. Advantageously, estos espejos haber poco o cero cruz-charla entre actuadores. Stepwise Trabajos de aproximación mal para lisos continuos wavefronts. Bordes agudos de los segmentos y los vacíos entre los segmentos contribuyen para encender esparciendo, limitando las aplicaciones a aquellos no sensibles a luz esparcida. Mejora considerable del rendimiento del segmented el espejo puede ser conseguido por introducción de tres grados de libertad por segmento: pistón, consejo y tilt. Estos espejos requieren tres tiempo más actuadores que pistón segmented espejos. Este concepto estuvo utilizado para fabrication de grande segmented espejos primarios para el Keck telescopios, JWST, y el futuros E-ELT. Los métodos numerosos existen a con exactitud co-realizar por etapas los segmentos y reducir los patrones de difracción introdujeron por las formas de segmento y vacíos. Futuro grande espacial-basó telescopios, como la NASA ATLAST también poseerá un segmented espejo primario. El desarrollo de métodos robustos para aumentar el contraste es llave para el directo imaging y caracterización de exoplanets.
Continuo faceplate espejos de concepto con actuadores discretos están formados por la superficie de frente de un delgado deformable membrana. La forma del plato está controlada por un número de actuadores discretos que está fijado a su lado posterior. La forma del espejo depende de la combinación de fuerzas aplicó al faceplate, condiciones de frontera (la manera el plato está fijado al espejo) y la geometría y el material del plato. Estos espejos dejan lisos wavefront control con muy grande - hasta varios miles - grados de libertad.
Magnetics Espejos de concepto están basados en superficie reflectante continua motioned por magnetics actuadores. Presentan golpes grandes, linealidad y rápido resolviendo tiempo.
MEMS Espejos de concepto son fabricated utilizando bulk y emerger micromachining tecnologías. MEMS Los espejos tienen un potencial grande para ser barato. Podrían romper el umbral de precio alto de convencional adaptive óptica. MEMS Los espejos típicamente tienen índices de respuesta alta, limitados hysteresis.
Espejos de concepto de la membrana están formados por una membrana conductora y reflectante delgada extendido sobre un marco plano sólido. La membrana puede ser deformada electrostatically por aplicar voltajes de control a actuadores de electrodo electrostático que puede ser colocado debajo o sobre la membrana. Si hay cualesquier electrodos colocó sobre la membrana, son transparentes. Es posible de operar el espejo con único un grupo de electrodos colocó bajo el espejo. En este caso un voltaje de sesgo está aplicado a todos los electrodos, para hacer la membrana inicialmente esférica. La membrana puede mover atrás y adelante con respetar a la esfera de referencia.
Bimorph Espejos de concepto están formados por dos o más capas de materiales diferentes. Uno o más de (activo) las capas son fabricated de un piezoeléctricos o electrostrictive material. Estructura de electrodo es estampada en la capa activa para facilitar respuesta local. El espejo está deformado cuándo un voltaje está aplicado a un o más de sus electrodos, causándoles para extender laterally, el cual resulta en curvatura de espejo local. Bimorph Los espejos son raramente hechos con más de 100 electrodos.
Ferrofluid Espejos de concepto son líquidos deformable los espejos hicieron con una suspensión de pequeño (aproximadamente 10 nm en diámetro) ferromagnético nanoparticles dispersó en un transportista líquido. En la presencia de un campo magnético externo, las partículas ferromagnéticas alinean con el campo, el líquido deviene imantado y su superficie adquiere una forma gobernada por el equilibrio entre el magnético, gravitacional y fuerzas de tensión de la superficie. Utilizando geometrías de campo magnéticas apropiadas, cualquier forma deseada puede ser producida en la superficie del ferrofluid. Esto el concepto nuevo ofrece una alternativa potencial para bajo-golpe costado , alto y número grande de actuadores deformable espejos.[3][4][5]
Ver también[editar]
- Adaptive Óptica
- ALPAO
- Boston Micromachines Empresa
- CILAS
- Electrostático-Neumático
- Ferrofluid Espejo
- Iris AO, Inc.
- Microelectromechanical Sistemas
- Wavefront Sensor
Referencias[editar]
- AO Preceptoral: WF correctores
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